基督教和儒术怎样影响科学发展
一 问题
记得在很多年前，我读到过一个试图解释现代科学怎样萌芽的小故事。在六、七百年前的文艺复兴初期，在意大利半岛、法国南部、英伦诸岛、和今天的德国境内，很多时尚的青年贵族，轻车简行，深入到贫困偏僻的乡下，寻找从罗马帝国时代残留下来的基督教堂和修道院。找到后，他们就用各种办法与驻守的牧师或修士拉关系，为的是能得到允许，进入后者的图书室和藏书室，寻找可能残留下来的，大约一千年前罗马帝国时代的书籍。作者特别提到，有些藏书室在地窖里，千年以来一直暗无天日，阴暗潮湿，里面堆积着历代牧师的棺椁、以及战争和瘟疫时代留下的、没有棺椁的死尸。为了可能的斩获，这些远道而来的贵族就得一只手拿着蜡烛，一只手向前摸索，跨过令人毛骨悚然的尸骨，进入地窖的深处，寻找古书。
这是西方作者写给西方年轻人的故事，目的是说，当时整个社会都对知识有强烈的渴望，所以现代科学诞生了。但我却没有被说服。中国也有很多这类故事。古代有，现代也有，我身边就曾有过很多，但科学并没有因此在中国诞生。两千年前，中国的读书人就有“头悬梁，锥刺股”、和“凿壁偷光”的极端事迹。1970年代末，高考恢复。我家的邻居、朋友、以及整个社会，都狂热地追求知识。当时，世界数学难题“1 + 1”是媒体里最流行的词汇。数学家陈景润、天才少年宁铂等，是社会名人。全国掀起学英文热潮，《英文900句》最时髦，到处脱销。我家一个邻居辗转地从北京买到一本。每天晚上他家孩子入睡后，大院里其他家庭就轮流借，然后父母熬夜手抄全书，再给自己的孩子学。
我读中学时，吉林省大学录取率很低，所以身边有很多极端用功的同学。高二、高三两年，每天从早上7点到晚上10点，教室里都是满人的，包括周末、节假日、和寒暑假期间。一次中午我和一位同学吃午饭，他说他每天早晨4点开始，先在家读二个小时书，然后再到学校和大家一起学习，因为“如果花的时间和别人一样，成绩也会和别人差不多，就考不上大学”。他还说，“我现在看见饭盒，就觉得它向我飞来；看教室的天花板，就觉得它要塌下来，砸向我”。我当时惊讶得不知如何作答。多年以后，我偶尔从书里得知，当年他经历的，是由于压力引起的精神分裂或抑郁症的先兆。
大学里，来自各地的同学互相交流。福建、湖南、湖北、江苏、四川、江西，等等，很多省的高考，竞争都极端激烈，甚至比吉林省还要严重。大部分同学都曾极端用功，才考上交大。我就想，从古自今，中国人追求知识的勤奋，完全不输给西方人。中国人的聪明程度，当然也不输给西方人。为什么现代科学没有诞生在中国？为什么今天的科技发展，中国还是落后于西方呢？
1. 没有钻研，怎么可能有科技发展？
上次回国，我在各地见到了很多老同学。在东北，我遇到那位曾经极端用功的中学同学。他大学毕业后分配到一家很好的国营企业，但是单位里人浮于事，当年的工资也不高。他就下海，拉工程，做生意，希望把孩子送到国外读书。我们谈到他当年疯狂读书的事，两个人都笑起来，觉得恍如隔世。
我又在全国各地见到多位交大老同学。总的讲，大家的心态和处境，都和那位中学同学大同小异。部分人走仕途，行为瞄准升迁。更多的要赚钱，为家庭和孩子的未来而努力。在深圳，一位同学为我历数原来班里人的现状，发现当年那么多学术天份特别好的同学，有的还是省里高考的前几名，现在都不搞业务了。道理很简单，人人都看得透，就是社会环境使然。真正用心钻研科技的人，事业和个人都没有什么前途。所以即使原本是读书天才，也都调转方向去升官发财了。
孤单的旅行中，我不停地想着同学们的现状和他们的话，又回想起多年以前读到的、欧洲贵族找古书的故事，就有了新领悟。无论哪里的人，其实都差不多。欧洲人能够狂热地追求知识，中国人也一样。但从科学发展的角度看，这两地的人有一个简单而重要的区别。西方人对知识的热烈追求，一直坚持了下来。直到数百年后的今天，在西方的大学、研究院、和工业界里，还有很多钻研的人。他们穷经皓首，把一生的精力贡献给科技发展。在这样的社会里，科技当然可能产生和持续发展。而在中国，社会大环境使得人们对知识的追求不能延续。即使同一批人，年轻时狂热地追求知识，走上社会后也不能坚持。因为人人都懂，追求科学技术，对个人没有什么好处；深入探讨社会人文知识，可能还会带来风险。人们不能保持钻研的地方，现代科学当然就很难诞生、很难发展了。
众所周知，现代科学诞生在文艺复兴时期的西欧。那时的科学家们也要养家糊口，考虑个人前途，子孙的未来等。他们对科学的热忱，为什么就能持续，而没有像我的同学们那样，中途放弃呢？我理解上的突破，发生在读懂了伽利略与教廷之间的故事之后。
2. 现代科学是怎样诞生的：伽利略与罗马教廷的故事
伽利略是科学发展史上的关键人物，被誉为“现代科学之父”。在他之前，西欧科学总体处在文明恢复阶段，主要靠重新发现、翻译、并领会古希腊和罗马的古典著作。伽利略开启了西欧人“超越古典、获得新发现”的历程。他一生的科学成就很多。但最著名的无疑是，他最先发现观测证据，否定了托勒密的“地心说”模型。中国同学都知道，伽利略与罗马教廷曾经因为“地心说”与“日心说”的争论而有过尖锐矛盾。我原来从国内教育得到的解释，简单而鲜明：罗马教廷反对科学，迫害科学家，历史上站在了错误的一边；伽利略勇敢地坚持真理，思想先进，行为正确。但深入了解后我发现，真实情况远不是那样。
古希腊的亚里士多德提出了“地心说”，就是地球是世界的中心，是不动的；天上万物，包括太阳、月亮、星星，都围绕地球转动。古罗马的托勒密为“地心说”建立了详细的数学模型。它预测天象的精度非常高。今天世界上绝大多数天象馆，演示星空时，背后用的还是托勒密的模型。以它为基础的中世纪日历，“儒略历”，每年的误差只有11分钟。到了伽利略的年代，西欧人已经连续1300多年相信和依赖托勒密的“地心说”模型了。另外，《圣经》上有一段经文，“世界就坚定，不得动摇”[1]，虽然语言模糊，但似乎支持“地心说”。所以，当时整个社会，包括罗马教廷，都自然地相信“地心说”。
十六世纪中，一位天主教牧师（Canon）哥白尼提出了“日心说”，就是太阳是世界的中心，是不动的；天上万物，包括地球、星星，都围绕太阳转动。无论“地心说”还是“日心说”，都包括详细的数学模型。这里为了方便阅读，只指出大意。哥白尼的模型，预测天象的总体精度不如托勒密的模型，也没有观测证据支持。知道天文学界将视它为“不可理喻”[2]，哥白尼只把自己的模型私下传给同情的学者，一直推迟发表自己的书，直到去世前一个月。一般中国学生以为，教廷阻止了哥白尼发表观点，那是“想当然”，与历史不符。哥白尼一生与教廷的关系融洽。在他的书出版之前的很多年，教皇克勉七世还亲自去听关于“日心说”的讲座，并表示兴趣。同行的大主教事后专门写信给哥白尼，赞扬他的才能[3]。哥白尼的书，明显违反了教廷的观点，但教廷还是允许它发表。从今天的知识来看，“地心”和“日心”学说都不对。当时的人们，包括哥白尼和伽利略，还没有大宇宙的概念，不知道人能看到的星星，大多数都是和太阳一样的恒星。
比伽利略更早，第谷·布拉赫就提出对“日心说”的批评，并提出自己的“改进地心说”模型。他改进了四分仪（中国古代称“象限仪”或“地平纬仪”，北京古观象台有，由西欧耶稣会传教士在明朝时设计建造）和六分仪，并用它们观测天象。他天才地计算出，如果相信哥白尼的模型，很多星星与地球的距离，至少是太阳和当时已知的最远行星，木星，之间距离的700倍。再根据观测到的星星的大小，可以算出它们的半径，比太阳与地球之间的距离还大。如果如此多的星星都比太阳大很多，它们为什么还围着太阳转呢？
伽利略利用望远镜发现了金星盈亏的细节，与“日心说”相符，与“地心说”相矛盾。于是他开始激烈地支持“日心说”，成为“日心说”的代言人。但他忽略了布拉赫的模型和问题。布拉赫的模型也可以解释伽利略的观测。另外，伽利略也没有满意地回答布拉赫针对“日心说”的疑问。于是，学界猛烈批评伽利略。双方的矛盾越来越大，最后教廷介入。1615年，教皇委托著名神学家、枢机主教罗贝托·贝拉明仲裁伽利略与反对者之间的争议。贝拉明表示，如果“日心说”发现了强有力的证据，他就准备修正对《圣经》的理解，接纳“日心说”[4]。在此之前，他也不禁止伽利略将“日心说”作为学术假说与别人讨论。贝拉明只要求伽利略在找到确切证据之前，不要把“日心说”当作无争议的事实宣扬给大众。伽利略接受了贝拉明的要求，教廷也就基本满意了。但十几年后，伽利略出版了一本新书，又把“日心说”看作无争议的事实。于是教廷与伽利略的矛盾激化。1632年，伽利略被罗马的宗教裁判所审判有罪，从此被软禁在家中，直到去世。
罗马教廷因为学术观点而拘禁伽利略，是不对的。但即使在今天的科学史界，大部分专家都认为，从学术争论的角度看，当时的教廷比伽利略更讲道理。与伽利略相比，贝拉明是“更好的科学家”[5]。理解了这段历史，我觉得自己看懂了现代科学诞生的关键细节。学术界的运行方式与原则，从来要求科学的结论不可以超越证据。当时伽利略就像一个“博士生”。而贝拉明和教廷就如同他的“指导教授”和“学术评审委员会”，负责规范伽利略的学术行为，阻止他对证据的不当定论。即使在今天的学术界，如果任何人像伽利略当年那样，在没有强有力的证据证伪反方理论的情况下，声称自己的理论是事实，也一样应该被批评和惩戒，但当然不应该被拘禁。
原来，现代科学的诞生，不是因为“科学之父”伽利略打败了罗马教廷，而是他在教廷的全面支持和指导下完成的。国内的教育，把“日心说”与“地心说”描述成了简单的对立：前者是先进的、和正确的，后者是落后和错误的；并把教廷的行为翻译成阻碍了前者战胜后者，所以就阻碍了科学的进步。但深入了解这段历史后，人人都能看出来这种理解的荒谬。实际上，两种学说各有优缺点。教廷并非简单地维护“地心说”，而是要坚守严谨的学术原则。它让两种理论按规则竞争，使得二者都发展，从而促进了科学的进步。在此争论中，伽利略是新理论的代言人，而教廷扮演了学术原则的捍卫者。
基督教还是推动科学诞生的原动力。“地心说”与“日心说”的争论，没有任何军事、商业、或娱乐价值。当时的西欧社会却如此重视它，就是因为《圣经》谈到这类问题，造成所有基督徒都关心相关的科学新发展。社会的重视，使伽利略等人有机会做研究，并进而开创了现代科学。而伽利略自己对耶稣的信仰，就是他研究科学的原因。当时科学还依附于神学，没有独立出来。科学家，作为专门职业，还没有产生。伽利略、以及争论中所有的关键人物，如哥白尼、布拉赫、贝拉明、教皇等，都是虔诚的基督徒。他们首先是基督徒，然后才是科学家。他们研究科学的最高目的就是理解《圣经》和神。所以说，基督信仰促使那几代西欧人创立了现代科学。
从个人的现实角度看，伽利略、以及其他早期科学家，之所以坚持研究，不像我的同学们那样中途放弃，原因就是基督教的全方位支持。除了接受教廷的学术仲裁，伽利略还从教廷开办的大学获得优良的教育，又受雇于教廷开办的大学。教会长期稳定地财务支持他，并且提供了优良的学术环境。与伽利略讨论和交流的其他科学家们，同他一样，也受到基督教的全面支持与引导。《星际信使》出版后，伽利略名利双收，跻身上层社会，地位之高，成为美第奇家族的座上宾，并引起教皇本人的关注。伽利略因为科学研究而获得巨大的个人成功，归根到底都是因为基督教使得整个西欧社会重视科学与科学家。
在现代科学诞生的历史里，伽利略无疑是伟大的。但“千里马常有、而伯乐不常有”。罗马教廷和基督教的作用，很可能更大、更关键。文艺复兴时期，基督教是西欧社会的主导力量和主流思想，指引和支持了现代科学的诞生与发展。那么，为什么中国的社会主导力量和主流思想，没有能够促发科学的诞生呢？以下的章节试图更深一步地分析其中的原因。
图1：古罗马托勒密（约公元100－170年）的“地心说”。左图是模型概况，地球在中央，太阳、月亮、与几个行星围绕地球转，最外围是“群星圈”。中图是模型中各个行星的运行轨迹。右图是行星运行示意图，例如金星绕着“本轮”（小圆圈）转动，而本轮的中点又绕着“均轮”（大圆圈）转动，从而产生中图中的轨迹。绝大部分在国内受教育的学生，没有机会知道托勒密“地心说”模型的精准、和在历史上的巨大作用。
图2：伽利略的观测与三大天文模型。左上图是他绘制的、用望远镜观察到的金星圆缺过程。金星在离地球最远时呈现满圆形；离地球最近时，月牙形最严重，来源是1610年出版的《星际信使》。右上图是托勒密模型的预测，金星有圆缺，只可能在“本轮”大约位于地球与太阳之间时。远地点时，暗面对着地球，月牙形应该最严重，与观测结果相反。而哥白尼的“日心说”模型与布拉赫的“改进地心说”模型都可以解释这个观测结果。左下图是哥白尼(1473-1543)的“日心说”模型概况。太阳在中央，地球只是一个行星，围绕太阳转。图中心的Sol就是太阳的拉丁文，从里向外第三圈Terra就是地球，最外一圈的拉丁文Stellarum Fixarum Sphera * immobilis，英文翻译是Stars Fixed Sphere * immobile，中文就是“固定的群星圈*不移动”。右下图是布拉赫（1546 – 1601）的“改进地心说”模型概况。中央的蓝色圆点是地球。太阳、月亮等，都围绕地球转，而五个行星围绕太阳转。最外围是“群星圈”。
图3：罗贝托·贝拉明（Roberto Bellarmino，1542年－1621年）枢机主教，文艺复兴时期欧洲神学家。被多位后代科学史专家誉为“比伽利略更好的科学家”[5]
注释
- 《旧约 诗篇》93:1， 96:10，《历代志上》16:30
- Dobrzycki, J., and Hajdukiewicz, L., (1969). Nicolaus Copernicus, Polish Biographical Dictionary), vol. XIV. Wrocław: Polish Academy of Sciences. he confessed—to risk the scorn “to which he would expose himself on account of the novelty and incomprehensibility of his theses.”
- “Schönberg, Nicholas, Letter to Nicolaus Copernicus, translated by Edward Rosen
- Cardinal Bellarmine’s Letter to Foscarini (1615) “If there were a true demonstration that the sun is at the center of the world and the earth in the third heaven, and that the sun does not circle the earth but the earth circles the sun, then one would have to proceed with great care in explaining the Scriptures that appear contrary, and say rather that we do not understand them than what is demonstrated is false.” https://www.historyguide.org/earlymod/foscarini.html
- McMullin, Ernan (2008). “Robert Bellarmine”. In Gillispie, Charles “Dictionary of Scientific Biography”, Scribner & American Council of Learned Societies. McMullin cites Pierre Duhem and Karl Popper as prominent adherents to an “often repeated” view that “in one respect, at least, Bellarmine had shown himself a better scientist than Galileo”
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